CN108470546B - 电流补偿电路、vr设备及控制方法 - Google Patents

电流补偿电路、vr设备及控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电流补偿电路、VR设备及控制方法。该电流补偿电路包括第一恒流子电路、第二恒流子电路、补偿选通子电路及插黑控制信号产生子电路；第一恒流子电路、第二恒流子电路均与背光模组电连接，补偿选通子电路与第二恒流子电路电连接，插黑控制信号产生子电路与第一恒流子电路和补偿选通子电路电连接；插黑控制信号产生子电路生成插黑控制信号，通过插黑控制信号控制第一恒流子电路和第二恒流子电路同时向背光模组供电或断电；补偿选通子电路接收插黑控制信号，控制是否选通第二恒流子电路向背光模组供电；第一恒流子电路接收插黑控制信号，输出驱动电流；第二恒流子电路接收插黑控制信号，输出补偿电流。

Description

电流补偿电路、VR设备及控制方法
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及电流补偿电路、VR设备及控制方法。
背景技术
VR系统通常应用在游戏及视频播放等领域，切换场景频繁，为增加用户的视觉流畅性，通常显示刷新率大于90HZ。由于液晶响应需要几毫秒的时间，在场景高速切换时会发生因液晶响应不及时而造成的拖影现象，严重影响VR用户体验。
为解决液晶拖影问题，目前采用液晶响应时背光关闭，液晶响应结束后背光开启的方法。这种方式称为背光插黑。当液晶旋转时，背光处于关闭状态，当液晶旋转完成背光开启。由于液晶充电需要一定时间，背光开启时间通常较短。
基于现有设备加入背光插黑时，背光开启时间较短，造成光能转化率较低。而且为满足用户空间体验，VR设备集成有空间定位器及陀螺仪等各种传感器，传输线路较长，导致输入电源的不稳定，进而引起用户体验效果的下降。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种背光插黑时能够增强电源稳定性的电流补偿电路、VR设备及控制方法。
第一方面，提供一种电流补偿电路，电路包括该电流补偿电路包括第一恒流子电路、第二恒流子电路、补偿选通子电路及插黑控制信号产生子电路；第一恒流子电路、第二恒流子电路均与背光模组电连接，补偿选通子电路与第二恒流子电路电连接，插黑控制信号产生子电路与第一恒流子电路补偿选通子电路电连接；插黑控制信号产生子电路生成插黑控制信号，通过插黑控制信号控制第一恒流子电路和第二恒流子电路同时向背光模组供电或断电；补偿选通子电路接收插黑控制信号，控制是否选通第二恒流子电路向背光模组供电；第一恒流子电路接收插黑控制信号，输出背光模组的驱动电流；第二恒流子电路接收插黑控制信号，输出背光模组的补偿电流。
本发明提供的一个或多个实施例中，第一恒流子电路包括第一恒流芯片、第一储能电感、电压调节电阻，第一储能电感连接在第一恒流芯片的电源输入脚与开关输出脚之间，第一恒流芯片的调节脚通过电压调节电阻接地，第一恒流芯片的输出控制脚接收插黑控制信号，第一恒流芯片的开关输出脚与背光模组的正极连接，第一恒流芯片的负极输出脚与背光模组的负极连接。
本发明提供的一个或多个实施例中，第一恒流子电路还包括第一储能电容，第一恒流芯片的开关输出脚与背光模组正极的电连接点通过第一储能电容接地。
本发明提供的一个或多个实施例中，第一恒流子电路还包括防止电流倒灌的第一二极管，第一二极管的正极与第一恒流芯片的开关输出脚连接，第一二极管的负极与背光模组正极的电连接点通过第一储能电容接地。
本发明提供的一个或多个实施例中，第二恒流子电路包括第二恒流芯片、第二储能电感、第二储能电感连接在第二恒流芯片的电源输入脚与开关输出脚之间，第二恒流芯片的升压开关脚通过反相器接收插黑控制信号，第二恒流芯片的开关输出脚与背光模组的正极连接，第二恒流芯片的负极输出脚、背光模组的负极与补偿选通子电路连接；第二恒流子电路还包括第二储能电容，第二恒流芯片的开关输出脚与背光模组的正极电连接点通过第二储能电容接地。
本发明提供的一个或多个实施例中，第二恒流子电路包括防止电流倒灌的第二二极管，第二二极管的正极与第二恒流芯片的开关输出脚连接，第二二极管的负极通过第二储能电容接地。
本发明提供的一个或多个实施例中，补偿选通子电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻和第二电阻，第一开关管的漏极与第二开关管的漏极连接，第二开关管的栅极与第二开关管的漏极连接，第二开关管的源极连接参考电压，第一开关管的源极与第一运算放大器的负相输入脚的连接点通过第一电阻接地，第一运算放大器的正相输入脚接收插黑控制信号，第一运算放大器的输出脚与第一开关管的栅极连接；第二开关管的栅极与第四开关管的栅极连接，第四开关管的源极连接参考电压，第四开关管的漏极连接第二运算放大器的使能脚，第二运算放大器的正相输入脚接收插黑控制信号，第二运算放大器的负相输入脚与第三开关管的源极的电连接点通过第二电阻接地，第二运算放大器的输出脚与第三开关管的栅极连接，第三开关管的漏极与第二恒流芯片的负极输出脚连接。
本发明提供的一个或多个实施例中，第一开关管和第三开关管为N型场效应管、第二开关管和第四开关管为P型场效应管。
本发明提供的一个或多个实施例中，还包括防止电流倒灌的第三二极管，第三二极管的负极与背光模组正极连接，第三二极管的正极通过第二储能电容接地。
第二方面，提供一种VR设备，包括液晶显示面板和本发明的各实施例所提供的电流补偿电路，液晶显示面板包括背光模组。
第三方面，提供一种本发明中电流补偿电路的控制方法，方法包括：
插黑控制信号为高电平时，控制第一恒流子电路向背光模组供电，同时控制第二恒流子电路向背光模组补充供电；
插黑控制信号为低电平时，控制第一恒流子电路停止向背光模组供电，同时控制第二恒流子电路停止向背光模组补充供电，以实现插黑。
本发明提供的一个或多个实施例中，控制第二恒流子电路停止向背光模组补充供电包括：
插黑控制信号为低电平时，控制第二恒流子电路向第二储能电容充电；
插黑控制信号的低电平时，通过补偿选通子电路切断第二储能电容的电能流向背光模组的回路。
本发明提供的一个或多个实施例中，控制第二恒流子电路向背光模组补充供电包括
插黑控制信号为高电平时，控制第二恒流子电路停止向第二储能电容充电；
插黑控制信号为高电平时，通过补偿选通子电路连接第二储能电容的电能流向背光模组的回路，使得第二储能电容向背光模组输送电能。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过引入第二恒流子电路和补偿选通子电路，能够避免在现有VR设备引入背光插黑后给电源产生的不良影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了根据本申请实施例的电流补偿电路的示例性结构框图；
图2示出了根据本申请实施例的电流补偿电路的示例性电路原理图；
图3示出了根据本申请实施例的补偿前后电源的示例性波形图；
图4示出了根据本申请实施例的补偿选通子电路的示例性电路原理图；
图5示出了根据本申请实施例的电流补偿电路的控制方法的示例性流程图；
图6示出了根据本申请实施例的步骤S102的示例性流程图；
图7示出了根据本申请实施例的步骤S101的示例性流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，示出了根据本申请实施例的电流补偿电路的示例性结构框图。如图1所示，一种电流补偿电路，电路包括：
第一恒流子电路102，用于生成背光模组101的驱动电流；
第二恒流子电路103，用于生成背光模组101的补偿电流；
补偿选通子电路104，补偿选通子电路104与第二恒流子电路103连接，用于是否选通第二恒流子电路103向背光模组供电；
插黑控制信号产生子电路105，用于生成插黑控制信号，插黑控制信号产生子电路105与第一恒流子电路102、补偿选通子电路104连接，并通过插黑控制信号控制第一恒流子电路102和第二恒流子电路103同时向背光模组101供电或断电，以便获得背光插黑。
液晶背光插黑时，电流瞬间被拉起到较高的水平。此时VR设备线路阻值较大，造成输入电源不稳。在背光关闭的时间内，通过第二恒流子电路的储能，实现对电流拉高的补偿，从而起到稳定电源的作用。
请参考图2，示出了根据本申请实施例的电流补偿电路的示例性电路原理图。如图2所示，第一恒流子电路102包括第一恒流芯片U1、第一储能电感L1、电压调节电阻R1，第一储能电感L1连接在第一恒流芯片U1的电源输入脚Vin与开关输出脚Lx1之间，第一恒流芯片的调节脚FB1通过电压调节电阻R1接地，第一恒流芯片的输出控制脚PWM接收插黑控制信号，第一恒流芯片的开关输出脚Lx1与背光模组LCDBLU的正极连接，第一恒流芯片的负极输出脚Vout1-与背光模组LCDBLU的负极连接。
在有些实施例中，第一恒流子电路还包括第一储能电容Cout1，第一恒流芯片的开关输出脚Lx1与背光模组LCDBLU正极的电连接点通过第一储能电容Cout1接地。
在有些实施例中，第一恒流子电路还包括防止电流倒灌的第一二极管D1，第一二极管D1的正极与第一恒流芯片的开关输出脚Lx1连接，第一二极管的负极与背光模组LCDBLU正极的电连接点通过第一储能电容Cout1接地。
其中，恒流升压芯片U1可选择包含开关电源boost电路的集成芯片。
第二恒流子电路103包括第二恒流芯片U2、第二储能电感L2、第二储能电感L2连接在第二恒流芯片U2的电源输入脚Vin与开关输出脚Lx2之间，第二恒流芯片U2的升压开关脚mospwm通过反相器N1接收插黑控制信号，第二恒流芯片的开关输出脚Lx2与背光模组LCDBLU的正极连接，第二恒流芯片的负极输出脚Vout2、背光模组LCDBLU的负极与补偿选通子电路104连接。补偿选通子电路接收插黑控制信号，通过插黑控制信号控制第二恒流子电路是否对背光模组LCDBLU补充电能。
在有些实施例中，第二恒流子电路还包括第二储能电容Cout2，第二恒流芯片的开关输出脚Lx2与背光模组LCDBLU的正极电连接点通过第二储能电容Cout2接地。
在有些实施例中，第二恒流子电路包括防止电流倒灌的第二二极管D2，第二二极管D2的正极与第二恒流芯片的开关输出脚Lx2连接，第二二极管D2的负极通过第二储能电容Cout2接地。
电路的工作原理如下：
当插黑信号为高电平时，第一恒流芯片U1升压至背光模组LCDBLU所需电位，一般为十几伏及几十伏不等，根据负载而定。同时补偿选通子电路选通第二恒流子电路向背光模组LCDBLU补充电能，因此背光模组点亮。此时，第二恒流芯片U2为停止工作状态，由第二储能电容Cout2向背光模组LCDBLU补充电能。
当插黑信号为低电平时，第一恒流芯片U1的开关输出脚Lx1无输出电流。同时，补偿选通子电路未选通第二恒流子电路向背光模组LCDBLU补充电能。因此背光模组未点亮。而此时第二恒流芯片U2工作，向第二储能电容Cout2充电。该插黑信号可采用PWM脉冲信号。
综上，通过插黑控制信号实现了第二恒流子电路向背光模组补充电能。
图3示出了根据本申请实施例的补偿前后电源的示例性波形图。
如图3所示，补偿前，插黑控制信号为高时，电压下降和电流上升的幅度非常显著，造成输入电源的不稳定。补偿后，插黑控制信号为高时，电压下降和电流上升的幅度变小，改善了对输入电源的不良影响，增强了电源稳定性，降低了对电源适配器的要求。
接着，请参考图4，示出了根据本申请实施例的补偿选通子电路的示例性电路原理图。如图4所示，补偿选通子电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一运算放大器U3、第二运算放大器U4、第一电阻R2和第二电阻R3，第一开关管Q1的漏极与第二开关管Q2的漏极连接，第二开关管Q2的栅极与第二开关管Q2的漏极连接，第二开关管Q2的源极连接参考电压，第一通开关管Q1的源极与第一运算放大器U3的负相输入脚的连接点通过第一电阻R2接地，第一运算放大器U3的正相输入脚接收插黑控制信号，第一运算放大器U3的输出脚与第一开关管Q1的栅极连接；第二开关管Q2的栅极与第四开关管Q4的栅极连接，第四开关管Q4的源极连接参考电压，第四开关管Q4的漏极连接第二运算放大器U42的使能脚，第二运算放大器U42的正相输入脚接收插黑控制信号，第二运算放大器U4的负相输入脚与第三开关管Q3的源极的电连接点通过第二电阻R3接地，第二运算放大器U4的输出脚与第三开关管Q3的栅极连接，第三开关管Q3的漏极与第二恒流芯片U2的负极输出脚Vout2-连接。
在一些实施例中，第一开关管和第三开关管为N型场效应管、第二开关管和第四开关管为P型场效应管。
在一些实施例中，还包括防止电流倒灌的第三二极管，第三二极管的负极与背光模组正极连接，第三二极管的正极通过第二储能电容接地。
补偿选通电路的工作原理如下：
当插黑控制信号为高时，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4全部导通，此时第三开关管Q3导通电流与第一开关管Q1的导通电流相同，连接了第二储能电容的电能流向背光模组的回路，此时第二储能电容Cout2放电，实现了电能的补偿。
当插黑控制信号为低时，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4全部截止，此时第三开关管Q3上无导通电流，切断了第二储能电容的电能流向背光模组的回路，此时第二储能电容Cout2停止放电，不再向背光模组补偿电能。
本申请还提供了一种VR设备，该VR设备包括液晶显示面板和本发明的各实施例提供的电流补偿电路，液晶显示面板包括背光模组。
本申请还提供一种电流补偿电路的控制方法。该方法包括：
步骤S101：插黑控制信号为高电平时，控制第一恒流子电路向背光模组供电，同时控制第二恒流子电路向背光模组补充供电；
步骤S102：插黑控制信号为低电平时，控制第一恒流子电路停止向背光模组供电，同时控制第二恒流子电路停止向背光模组补充供电，以实现插黑。
其中，步骤S102包括：
步骤S201：插黑控制信号为低电平时，控制第二恒流子电路向第二储能电容充电；
步骤S202：插黑控制信号的低电平时，通过补偿选通子电路切断第二储能电容的电能流向背光模组的回路。
其中，步骤S101包括：
步骤S301：插黑控制信号为高电平时，控制第二恒流子电路停止向第二储能电容充电；
步骤S302：插黑控制信号的高电平时，通过补偿选通子电路连接第二储能电容的电能流向背光模组的回路，使得第二储能电容向背光模组输送电能。
需要说明的是，实际上电路实现时，背光模组的负极可采用悬空状态。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种电流补偿电路，其特征在于，所述电路包括第一恒流子电路、第二恒流子电路、补偿选通子电路以及插黑控制信号产生子电路；
所述第一恒流子电路与所述第二恒流子电路均与背光模组电连接，所述补偿选通子电路与所述第二恒流子电路电连接，所述插黑控制信号产生子电路与所述第一恒流子电路和所述补偿选通子电路电连接；
所述插黑控制信号产生子电路生成插黑控制信号，通过所述插黑控制信号控制所述第一恒流子电路和第二恒流子电路同时向所述背光模组供电或断电；
所述补偿选通子电路接收所述插黑控制信号，控制是否选通所述第二恒流子电路向所述背光模组供电；
所述第一恒流子电路接收所述插黑控制信号，输出所述背光模组的驱动电流；
所述第二恒流子电路接收所述插黑控制信号，输出所述背光模组的补偿电流，
其中，所述第一恒流子电路包括第一恒流芯片、第一储能电感、电压调节电阻，所述第一储能电感连接在所述第一恒流芯片的电源输入脚与开关输出脚之间，所述第一恒流芯片的调节脚通过所述电压调节电阻接地，所述第一恒流芯片的输出控制脚接收所述插黑控制信号，所述第一恒流芯片的开关输出脚与背光模组的正极连接，所述第一恒流芯片的负极输出脚与背光模组的负极连接；
其中，所述第二恒流子电路包括第二恒流芯片、第二储能电感、所述第二储能电感连接在所述第二恒流芯片的电源输入脚与开关输出脚之间，所述第二恒流芯片的升压开关脚通过反相器接收所述插黑控制信号，所述第二恒流芯片的开关输出脚与所述背光模组的正极连接，所述第二恒流芯片的负极输出脚、所述背光模组的负极与所述补偿选通子电路连接；所述第二恒流子电路还包括第二储能电容，所述第二恒流芯片的开关输出脚与所述背光模组的正极电连接点通过所述第二储能电容接地；
其中，所述补偿选通子电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻和第二电阻，所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的栅极与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的源极连接参考电压，第一开关管的源极与第一运算放大器的负相输入脚的连接点通过第一电阻接地，所述第一运算放大器的正相输入脚接收插黑控制信号，所述第一运算放大器的输出脚与第一开关管的栅极连接；所述第二开关管的栅极与所述第四开关管的栅极连接，第四开关管的源极连接所述参考电压，所述第四开关管的漏极连接所述第二运算放大器的使能脚，所述第二运算放大器的正相输入脚接收所述插黑控制信号，所述第二运算放大器的负相输入脚与所述第三开关管的源极的电连接点通过第二电阻接地，所述第二运算放大器的输出脚与第三开关管的栅极连接，所述第三开关管的漏极与所述第二恒流芯片的负极输出脚连接。
2.根据权利要求1所述的电流补偿电路，其特征在于，所述第一恒流子电路还包括第一储能电容，所述第一恒流芯片的开关输出脚与所述背光模组正极的电连接点通过所述第一储能电容接地。
3.根据权利要求2所述的电流补偿电路，其特征在于，所述第一恒流子电路还包括防止电流倒灌的第一二极管，所述第一二极管的正极与所述第一恒流芯片的开关输出脚连接，所述第一二极管的负极与所述背光模组正极的电连接点通过所述第一储能电容接地。
4.根据权利要求3所述的电流补偿电路，其特征在于，所述第二恒流子电路包括防止电流倒灌的第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二恒流芯片的开关输出脚连接，所述第二二极管的负极通过所述第二储能电容接地。
5.根据权利要求4所述的电流补偿电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第三开关管为N型场效应管、所述第二开关管和所述第四开关管为P型场效应管。
6.根据权利要求5所述的电流补偿电路，其特征在于，还包括防止电流倒灌的第三二极管，所述第三二极管的负极与所述背光模组正极连接，所述第三二极管的正极通过第二储能电容接地。
7.一种VR设备，其特征在于，包括液晶显示面板和所述权利要求1-6所述的任一电流补偿电路，所述液晶显示面板包括背光模组。
8.一种如权利要求1-6中任一项所述的电流补偿电路的控制方法，其特征在于，
插黑控制信号为高电平时，控制第一恒流子电路向背光模组供电，同时控制第二恒流子电路向所述背光模组补充供电；
所述插黑控制信号为低电平时，控制所述第一恒流子电路停止向所述背光模组供电，同时控制所述第二恒流子电路停止向所述背光模组补充供电，以实现插黑。
9.根据权利要求8所述的电流补偿电路的控制方法，其特征在于，所述控制第二恒流子电路停止向所述背光模组补充供电包括：
插黑控制信号为低电平时，控制所述第二恒流子电路向第二储能电容充电；
所述插黑控制信号的低电平时，通过所述补偿选通子电路切断所述第二储能电容的电能流向所述背光模组的回路。
10.根据权利要求8所述的电流补偿电路的控制方法，其特征在于，所述控制第二恒流子电路向所述背光模组补充供电包括
插黑控制信号为高电平时，控制第二恒流子电路停止向第二储能电容充电；
所述插黑控制信号为高电平时，通过所述补偿选通子电路连接所述第二储能电容的电能流向所述背光模组的回路，使得所述第二储能电容向所述背光模组输送电能。
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